Největší urychlovač částic již pracuje deset let

Velký hadronový urychlovač částic, CERN.

S délkou 27 kilometrů a několika detektory o velikosti činžovního domu představuje Velký hadronový urychlovač (LHC) skutečného obra. Jeho posláním je přitom zkoumat částice, jež se naopak svými rozměry blíží nicotě. Největší a nejvýkonnější urychlovač částic na světě byl uveden do zkušebního provozu 10. září 2008.

Urychlovač tvoří kruhový tunel umístěný v hloubce 50 až 150 metrů pod zemí. Nachází se na území mezi pohořím Jura ve Francii a Ženevským jezerem ve Švýcarsku. Za téměř tři miliardy eur (asi 74 miliard korun) jej vybudovala Evropská laboratoř jaderného výzkumu (CERN) s cílem zkoumat elementární částice, z nichž se skládá nám známý svět. Jednou z cest k tomuto poznání je simulovat podmínky, jaké panovaly ve vesmíru bezprostředně po jeho zrodu. A právě to je úkolem obřího urychlovače.

Principem svého fungování připomíná urychlovač obří centrifugu, která dokáže pomocí silného magnetického pole udělit vysokou rychlost tenkému svazku iontů olova či protonů. Přesněji řečeno jde obvykle o dva svazky, z nichž každý obíhá opačným směrem. Po získání potřebné rychlosti se paprsky čelně srazí, přičemž vznikne sprška nových částic, mezi nimiž vědci hledají důkazy svědčící o existenci dosud pouze předpokládaných či dokonce zcela neznámých entit.

Kinetická energie každého svazku protonů v urychlovači má hodnotu sedmi teraelektronvoltů (TeV). Pro představu: kinetická energie letícího komára dosahuje přibližně jednoho TeV. Na první pohled tedy není energie udělená částicím v urychlovači nijak velká. Rozdíl je v tom, že proton je o 12 řádů menší než komár a tomu odpovídají i důsledky, které pro něj srážka má. Mimochodem, vzhledem k zanedbatelným rozměrům protonů je pravděpodobnost jejich srážky mimořádně malá. Vědci ji přirovnávají k pravděpodobnosti, že se dvě jehly vystřelené ze vzdálenosti deset kilometrů proti sobě střetnou uprostřed letu.

Urychlení částic a jejich stlačení do co možná nejtenčího svazku má na starosti soustava zhruba 9600 supravodivých elektromagnetů několika typů. Ty ke svému fungování potřebují teplotu minus 271 stupňů Celsia. S jistou nadsázkou tak lze LHC označit za největší mrazák na světě.

Tak složité technické zařízení, jakým urychlovač je, se čas od času nevyhne problémům. Už krátce po zahájení zkušebního provozu v září 2008 způsobila chyba na jednom z elektromagnetů vážnou poruchu urychlovače. Její odstranění trvalo technikům 14 měsíců.

V roce 2013 bylo zařízení odstaveno kvůli modernizaci a zvýšení výkonu, vylepšený urychlovač byl opět spuštěn o dva roky později. Vědci pak oznámili, že se v zařízení podařilo uskutečnit srážky částic o rekordní síle 13 teraelektronvoltů (TeV), což je dvojnásobek výkonu před výlukou.

Není tajemstvím, že hlavním posláním LHC je potvrdit existenci Higgsova bosonu. Jde o součást takzvaného standardního modelu částicové fyziky, která podle řady vědců hraje klíčovou roli ve vysvětlení původu hmotnosti ostatních elementárních částic. A hon na "božskou částici" už přinesl výsledky. V létě 2012 vědci oznámili, že zachytili částici, která se svými charakteristikami Higgsovu bosonu podobá. V březnu 2013 objev na základě dalších experimentů potvrdili. A letos v srpnu CERN oznámila, že se jí podařilo dokázat rozpad Higgsova bosonu na dva takzvané kvarky b neboli spodní kvarky.

Poněkud ve stínu hledání Higgsova bosonu zůstávají výsledky dalších experimentů. V prosinci 2011 vědci oznámili, že se jim právě díky tomuto zařízení podařilo zachytit do té doby nezpozorovanou částici zvanou Chi_b (3P).

Větší pozornost ale vyvolal experiment provedený v září 2011. Z něj totiž vyplynulo, že elementární částice zvaná neutrino je schopna překonat rychlost světla, považovanou podle Einsteinovy teorie relativity za nepřekročitelnou. Senzace však skončila blamáží. Ukázalo se totiž, že výsledek pokusu zásadně zkreslila chyba měření.

V červenci 2015 pak vědci oznámili objev pentakvarku, což byla dosud pouze předpokládaná subatomární částice, a loni v červenci ohlásili nález nové subatomární částice (šlo o typ baryonu), od níž si slibovali lepší pochopení soudržnosti hmoty.

Foto: ČTK , CHRISTIAN BEUTLER/KEYSTONE

Autor: ČTK



Čtěte dále

Techmanie.

V Techmanii technologie proměnily svět

O víkendu 19. – 20. října měli zájemci možnost v Techmanii navštívit další část cyklu Technologie mění svět, která byla tentokrát...

Ilustrační foto.

Hurikány a zemětřesení. Existuje mezi živly souvislost?

Vědci na Floridě se zabývají možnými souvislostmi mezi dvěma přírodními živly, zemětřesením a hurikánem.

Ilustrační foto.

Švýcarské ledovce se za posledních pět let zmenšily o desetinu

Švýcarské ledovce přišly v posledních pěti letech o deset procent svého objemu, upozornila v úterý švýcarská akademie přírodních...

Bývalý sovětský kosmonaut Alexej Leonov.

Zemřel první člověk, který vystoupil do volného kosmu

Zemřel bývalý sovětský kosmonaut Alexej Leonov, který 18. března 1965 jako první člověk vystoupil do otevřeného kosmu....

Etiopský premiér Abiy Ahmed.

Gréta ostrouhala. Nobelovu cenu dostal někdo jiný

Letošní Nobelovu cenu za mír získal etiopský premiér Abiy Ahmed, který se zasloužil o podpis mírové dohody mezi Etiopií a...

Ilustrační foto.

Středomoří se otepluje rychleji, než je světový průměr

V oblasti Středomoří roste průměrná teplota o 20 procent rychleji, než je světový průměr.

Letošní Nobelovu cenu za chemii získali Američan narozený v Německu John Goodenough.

Nobelova cena za chemii za vývoj lithium-iontových baterií

Letošní Nobelovu cenu za chemii získali Američan narozený v Německu John Goodenough, Brit Stanley Whittingham a Japonec Akira...

Nobelova cena (medaile).

Ve Stockholmu bude vyhlášena Nobelova cena za chemii

Vyhlašování Nobelových cen bude ve středu pokračovat ve Stockholmu oznámením držitele či držitelů letošního ocenění za chemii....

Astrofyzik Michel Mayor.

Nobelova cena za fyziku byla udělena za výzkum evoluce vesmíru

Letošní Nobelovu cenu za fyziku získali Američan kanadského původu James Peebles a Švýcaři Michel Mayor a Didier Queloz za svůj...

Pyramidy v Gíze.

Egyptští dělníci náhodou objevili 2200 let starý chrám

Egypští dělníci nedaleko města Sohág náhodou objevili 2200 let starý chrám pocházející z doby, kdy v Egyptě vládl rod...

Ilustrační foto.

Vesmírná mise: astronauti opravují vně vesmírné stanice

Dvojice amerických astronautů v neděli na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) vystoupila do volného kosmického prostoru, aby...

Ilustrační foto.

Vědci díky experimentu s králíky osvětlili původ ženského orgasmu

Ženský orgasmus je nejspíš pozůstatkem evolučně překonaného mechanismu, který u savců při sexuálním vyvrcholení spouštěl ovulaci,...

Ilustrační foto.

V Antarktidě se odtrhla kra. Je velká jako tři Prahy

V Antarktidě se minulý týden utrhla obří ledová kra o rozloze 1636 kilometrů čtverečních, což je zhruba trojnásobek území českého...

První jaderná ponorka byla do služby zařazena před 65 lety.

První jaderná ponorka byla do služby zařazena před 65 lety

Před 65 lety, 30. září 1954, byla poprvé v historii zařazena do služby jaderná ponorka. Jednalo se o americké plavidlo s názvem...

Elon Musk.

Musk ukázal loď Starship, s níž mají lidé létat na Měsíc a Mars

Soukromá americká společnost SpaceX Elona Muska v sobotu ukázala vesmírnou loď navrženou pro dopravu lidí a nákladu na Měsíc,...

Ilustrační foto.

Japonská nákladní loď Kónotori 8 přistála na ISS

Japonská nákladní vesmírná loď Kónotori 8 (HTV8) s více než pěti tunami zásob, přístrojů a zařízení pro vědecké experimenty...

Ilustrační foto.

Začíná Noc vědců. Veřejnost může zdarma navštívit až sto míst

Brány vědeckých institucí a vysokých škol se v pátek večer otevřou veřejnosti. Letošní ročník Noci vědců se koná na více než 100...

Zemřel kosmonaut Sigmund Jähn.

Německo truchlí. Zemřel kosmonaut Sigmund Jähn

Ve věku 82 let o víkendu zemřel první německý kosmonaut Sigmund Jähn. Informovalo o tom Německé středisko pro letectví a...

Američané plánují další cestu na Měsíc (vpravo) a později také na Mars.

Austrálie investuje do NASA. Pomůže v cestě na Mars

Austrálie investuje 101 milionů amerických dolarů na podporu snahy amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) vrátit...

Ilustrační foto.

Poslední den dinosaurů: ochladilo se a přežili jen savci

Vědci mají záznam nejhoršího dne v historii Země - rozhodně nejhoršího za posledních 66 milionů let - ve formě 130 metrů dlouhého...

další zprávy

Titulní strana Standardní písmo Větší písmo

Tmavé zobrazení
Přepnout na plnou verzi